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31 Comets and Meteor Showers: The Hipparcos Space Astronomy Mission: Space Telescope Science Institute: Seeds, M. A. Foundations of Astronomy, 1992 Students for the Exploration and Development of Space(SEDS): Stars: Stars and Constellation: Maran, S. P. The Astronomy and Astrophysics Encyclopedia, 1992.

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58 星星的位置 詹靜純 天球 天球是天文觀測者為研究天體的相對位置所發展出來的一種觀念 在古代不同民族的宇宙觀也不同, 有些民族認為宇宙被天河所包圍, 太陽乘著船在天河中運行 ; 有些民族認為著天像一個球殼, 星星好像都被固定在這個球上, 稱這個球為天球, 天球每天旋轉一次, 帶領著太陽 月亮及星星由東向西運行 我們現在知道天空並非是個巨大 空洞的球殼, 而且天空中每一個天體與我們的距離也不同, 星辰每天東升西落是因為地球自轉的緣故 不過為了方便星體的定位, 天文學家仍然採用天球的概念, 而且天球的的半徑足夠大, 使得任何一個天體與地球的距離都相同 如果以天球的概念來描述天體的位置, 由於天體相當遙遠, 難以得知距離多少, 因此利用角度來說明, 例如織女星與月亮相距 8 (1 等於 60,1 等於 60 ) 另外也可以角度作為星體大小的單位, 如月球和太陽的視直徑為 0.5 赤道座標天球座標的的基準是以地球的赤道平面向外沿伸, 與天球相交的面為天球的赤道面, 赤道將天球分為北天及南天的星空 地球自轉軸與天球的交點為天北極與天南極, 以最接近天極的一顆亮星做為北極星 ( 或南極星 ), 北極星 ( 或南極星 ) 的高度等於觀測地點所在的緯度 觀察晚上的星空, 漸漸的可發現星體由東往西運行, 有些星星以北極星為中心旋轉, 而且不會落入地平線, 這些星星稱為拱極星 (north circumpolar

59 constellations) 另外太陽在天球上的運行軌道稱為黃道, 與天球赤道相交於春分點及秋分點, 兩者的夾角為 23.5 ; 月球的運行軌道稱為白道, 與天球赤道夾角為 5 8 赤經和赤緯用來表示天體位置的參數, 與地球的經緯度相當類似 天球赤道圈畫分是以春分點為赤經 0 度即 0 時 (h), 共畫分為 24 時 ; 天球赤道面為赤緯 0 度, 上下各 90 度, 向北為 +, 向南為 - 除了歲差因素及近距離恆星自行速度較大之外, 恆星在天球上的位置可假設固定不變, 而太陽 月球 九大行星 小行星及彗星等等的位置隨著日期而有所改變, 因此以視赤經及視赤緯來表示太陽系天體的位置 地平座標若以觀測者為中心, 地平面與觀測者的子午線為基準, 所形成的座標系統稱為地平座標, 以方位及高度角來標示天體的位置 方位以度來表示, 正北方為 0 度, 正東方為 90 度, 正南方 180 度, 正西 270 度 高度也是用度表示, 正頭頂為 90 度, 地平線上為 0 度 ( 如圖 ) 黃道座標天空中最明顯的天體運動非太陽莫屬 地球每天的自轉使得太陽東升西落, 一年的公轉使太陽在天空的位置產生以一年為周期的變化 當太陽升起, 地球大氣因散射光線而發亮, 由於藍色光波長短比波長較長的紅光容易散射, 因此天空充滿不同方向散射的藍色光, 不論我們往那個方向看都是藍色 由於白天太陽光極強, 因此無法看到其它較暗的星 黃昏時, 太陽將落入地平線, 藍色的光被散射掉, 只剩下紅光, 故夕陽總是呈現偏紅的顏色 若我們注意太陽每天在天空的位置, 會發現太陽慢慢地往東移動 一月初, 太

60 陽位於人馬座, 二月時已移到摩羯座, 三月份太陽運行至寶瓶座 當然太陽不是真的在那個星座中移動, 只是相對於背景星座而言 何謂黃道呢? 將太陽在天空中一年所運行的路線描繪下來, 此路徑稱為黃道 另外一個定義是, 如果太陽位於巨大的天球中央, 地球公轉軌道在天球上的投影即為黃道 第三種定義是地球的公轉軌道即為黃道 黃道座標系相當重要, 例如可用來討論季節 當太陽沿著黃道往東移動, 繞一圈需 天, 大約一天太陽在空中移動 1 由於地球公轉軌道與赤道互相傾斜 23.5, 將黃道投影至天球上亦與天球相交 23.5 黃道與天球赤道的兩個交點分別為春分點 (vernal equinox, 昇交點 ) 及秋分點 (autumnal equinox, 降交點 ) 由黃道分別向北 南方向計算, 從 0 ~ ±90 黃緯 ; 從春分點沿黃道往夏至 (summer solstice) 方向計算, 從 0 ~ ± 360 春分 秋分 夏至 冬至是天空中某個點, 但也可代表一個時間 春分 : 三月二十一日 ( 日期可能會差一 二天, 原因是閏年等等 ) 夏至 : 六月二十二日秋分 : 九月二十二日冬至 : 十二月二十二日 ( 冬至為 winter solstice) 進階 赤道座標與黃道座標轉換公式 sin( Q +ε) tanλ = tanα, sin Q tanβ = cot( Q +ε) sinλ tan Q = cotδ sinα 各參數之意義如下 : α : 赤經 δ : 赤緯 λ : 黃經 β : 黃緯 ε : 黃道與赤道傾角, ε = 23 27' 8".26-46".84 T - 0".004 T + 0".0018 T T 為自 1900 年起算之儒略世紀 (Julian centuries) 作者介紹 : 作者原任職於台北市立天文科學教育館現職交通部觀光局花東縱谷國家風景區管理處

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二次曲線 人們對於曲線的使用及欣賞 比曲線被視為一種數學題材來探討要早 得多 各種曲線中 在日常生活常接觸的 當然比較容易引起人們的興趣 比如 投擲籃球的路徑是拋物線 盤子的形狀有圓形或橢圓形 雙曲線 是較不常見的 然而根據科學家的研究 彗星的運行軌道是雙曲線的一部 分 我們將拋物線 圓與橢圓 雙曲 -1 圓方程式 第 章 二次曲線 38 二次曲線 人們對於曲線的使用及欣賞 比曲線被視為一種數學題材來探討要早 得多 各種曲線中 在日常生活常接觸的 當然比較容易引起人們的興趣 比如 投擲籃球的路徑是拋物線 盤子的形狀有圓形或橢圓形 雙曲線 是較不常見的 然而根據科學家的研究 彗星的運行軌道是雙曲線的一部 分 我們將拋物線 圓與橢圓 雙曲線合稱為圓錐曲線 因為在平面坐標 系中 其對應的方程式均為二元二次式

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PowerPoint 簡報 第 2 章 從地球看星空 2-1 認識星空 2-2 觀察星空 2-3 浩瀚的宇宙 2-1 認識星空 視星等絕對星等恆星的顏色與溫度 天球 星座 星星的命名 行星與衛星的 顏色 視星等肉眼觀察天體的亮度, 用視星等表示 視星等與觀察的距離有關係! 以織女星為標準星, 將其亮度定為 0 等, 星星愈亮, 則星等愈小 自觀測天體以來, 最亮的星為 1 等星, 最暗的為 6 等星 因為科技的進步能看見的天體愈來愈多!

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星星會動嗎?

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